Author Affiliations
Abstract
1 School of Physics and Astronomy, Shanghai Jiao Tong University, Shanghai200240, China
2 Tsung-Dao Lee Institute, Shanghai Jiao Tong University, Shanghai200240, China
Optical parametric chirped-pulse amplification is inevitably subject to high-order spatial chirp, particularly under the condition of saturated amplification and a Gaussian pump; this corresponds to an irreversible spatiotemporal distortion and consequently degrades the maximum attainable focused intensity. In this paper, we reveal that such spatial chirp distortion can be significantly mitigated in quasi-parametric chirped-pulse amplification (QPCPA) with idler absorption. Simulation results show that the quality of focused intensity in saturated QPCPA is nearly ideal, with a spatiotemporal Strehl ratio higher than 0.98. As the seed bandwidth increases, the idler absorption spectrum may not be uniform, but the Strehl ratio in QPCPA can be still high enough due to stronger idler absorption.
gain saturation quasi-parametric chirped-pulse amplification spatiotemporal distortions High Power Laser Science and Engineering
2022, 10(3): 03000e20
强激光与粒子束
2021, 33(11): 111015
强激光与粒子束
2020, 32(12): 121003
1 上海大学光纤研究所, 上海201800
2 上海大学特种光纤与光接入网省部共建重点实验室, 上海 200072
在全正色散光纤激光器的基础上,数值研究了不同泵浦方式对抛物线脉冲产生的影响。建立了全正色散光纤激光器的模型,具体研究了不同泵浦方式下不同的增益可饱和能量以及增益带宽对激光器输出抛物线脉冲的拟合因子、脉宽、频谱宽度和脉冲能量的影响。结果表明,后向泵浦方式下激光器能输出更大能量的抛物线脉冲,而且能在更低的增益可饱和能量下产生抛物线脉冲。后向泵浦方式的全正色散光纤激光器可以在更大的增益可饱和能量范围内保持抛物线形脉冲的输出。全正色散腔中增益光纤的增益带宽对抛物线脉冲输出特性的影响较小。
激光器 非线性光学 光纤激光器 抛物线脉冲 增益系数 增益可饱和能量 增益带宽 激光与光电子学进展
2020, 57(13): 131406
1 Department of Electrical, Electronics and Computer Engineering, College of Engineering, Afe Babalola University, Ado-Ekiti, Ekiti State, P.M.B 5454, Nigeria
2 Department of Electrical and Electronic Engineering, Faculty of Engineering, University of Nottingham, University Park, Nottingham, NG7 2RD, UK
Frontiers of Optoelectronics
2019, 12(2): 197–207
国防科技大学 脉冲功率激光技术国家重点实验室, 安徽 合肥 230037
采用传输线方法研究了微通道板的短脉冲信号放大特性。分析了单脉冲信号的波形畸变以及微通道增益的变化情况。当信号饱和参数大于1时, 脉冲前沿消耗的电荷会对脉冲后沿的放大形成影响, 造成脉冲后沿增益下降。研究了多脉冲间的互扰问题。若前一脉冲放大消耗的电荷得不到及时补充, 将影响后续脉冲的放大过程。分析了信号频率对微通道板输出特性的影响。信号单脉冲电荷量恒定的情况下, 提高信号频率将使得微通道板增益显著下降; 信号平均电流恒定时, 通道增益以及输出电流基本不随信号频率发生变化。通过脉冲激光对像增强器的辐照实验, 验证了上述分析结果的正确性。
传输线方法 短脉冲信号 增益饱和 微通道板 transmission line method short pulse signal gain saturation micro-channel plate 红外与激光工程
2018, 47(12): 1204005
脉冲功率激光技术国家重点实验室, 合肥 230037
为评估激光干扰对像增强器性能的影响, 开展了连续激光对像增强器的辐照实验, 分析了激光辐照对其增益特性的影响。实验结果表明, 随着入射激光功率增加, 像增强器由点饱和逐渐发展到面饱和, 饱和光斑直径与入射光强的立方根成线性关系。点饱和所需的激光照度约为1.64 μW/cm2, 面饱和所需的激光照度约为1 371.9 μW/cm2。像增强器线性增益允许的最大激光照度约为8.95 μW/cm2, 表明点饱和前像增强器处于线性增益状态。随着入射激光功率增加, 像增强器像元之间未出现串扰现象, 表明像增强器出现了增益饱和, 其输出光强受限。
激光辐照 像增强器 串扰 增益饱和 laser irradiation image intensifier crosstalk gain saturation
1 电子科技大学 光纤传感与通信教育部重点实验室, 成都 610054
2 西南石油大学 电气信息学院, 成都 610500
反射型量子点半导体光放大器(R-QDSOA)相较于传统RSOA具有皮秒级的载流子恢复速率和几十GHz的调制带宽, 将其应用在高速的波分复用无源光网络(WDM-PON)中具有巨大的潜力. 根据R-QDOSA的载流子速率方程和光场传输方程, 建立了R-QDSOA的仿真模型, 对其在增益饱和情况下的高通特性进行研究. 研究结果表明: 通过增加输入光功率、最大模式增益、有源区长度和减小注入电流, 可提高最大信号增益和3 dB截止频率; 通过合理的参数设置, R-QDSOA的3 dB截止频率可高达10GHz以上. 该研究在无色WDM-PON的再调制方面展现了巨大的优势, 并对提高R-QDSOA调制带宽具有理论指导意义.
光电子学 无源光网络 速率方程 反射型量子点半导体光放大器 高通滤波 增益饱和 带宽 无色 Optoelectronics Passive optical networks Rate equations Reflective quantum-dot semiconductor optical ampli High-pass filters Gain saturation Bandwidth Colorless
电子工程学院 脉冲功率激光技术国家重点实验室, 安徽 合肥 230037
为评估像增强器对强光的响应特性, 开展了连续激光对像增强器的辐照实验, 分析了激光辐照对其增益特性的影响。实验结果表明: 持续增加激光功率, 直到光阴极处激光功率密度达到点饱和阈值激光功率密度的8×104倍时,仍未出现像元串扰现象, 表明像增强器出现了增益饱和, 其输出光强受限。建立了像增强器的微通道板等效电路模型, 分析了微通道板的增益特性, 得到微通道板线性增益允许的最大入射电流约为1.64×10-10 A。该结果非常接近实验测量值, 表明通道损失的电子得不到及时补充是增益饱和的主要原因。
激光辐照 像增强器 增益饱和 微通道板 laser irradiation image intensifier gain saturation microchannel plate 红外与激光工程
2017, 46(10): 1003005
1 国防科学技术大学光电科学与工程学院, 湖南 长沙 410073
2 高功率光纤激光湖南省协同创新中心, 湖南 长沙 410073
3 高能激光技术湖南省重点实验室, 湖南 长沙 410073
提出了一种调控脉冲光纤放大器时域特性的新方法。根据光纤放大器中脉冲时域波形畸变的基本原理以及实际应用中对输出脉冲的具体要求，采用随机并行梯度下降（SPGD）算法获取生成目标输出脉冲所需要的最优输入脉冲。通过数值仿真，实现了多种指定脉冲的输出，证明了所提方法的有效性。利用SPGD算法可不断改变输入脉冲，使光纤放大器的真实输出逼近目标输出，该控制策略简单且输出脉冲收敛迅速。利用该方法获取直线边界脉冲（如矩形、M型和三角型脉冲）和曲线边界脉冲（如抛物线型和椭圆型脉冲）时均取得较好的效果，因此该方法适用于多种类型目标脉冲的生成。
光纤光学 随机并行梯度下降算法 光纤放大器 脉冲整形 时域特性调控 增益饱和效应 脉冲畸变 激光与光电子学进展
2017, 54(3): 030604
